第3章全線速動(dòng)保護(hù)

1、第三章第三章 輸電線路的全線速動(dòng)保護(hù)輸電線路的全線速動(dòng)保護(hù) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容3.1 3.1 輸電線路的縱差動(dòng)保護(hù)輸電線路的縱差動(dòng)保護(hù)3.2 3.2 平行雙回線路保護(hù)平行雙回線路保護(hù) 3.3 3.3 高頻保護(hù)的基本原理高頻保護(hù)的基本原理 3.4 3.4 高頻閉鎖方向保護(hù)高頻閉鎖方向保護(hù)3.5 3.5 相差高頻保護(hù)相差高頻保護(hù)一、縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理一、縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理 縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理是基于比較縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理是基于比較被保護(hù)線路始端和末端電流的大小和相被保護(hù)線路始端和末端電流的大小和相位原理構(gòu)成的。位原理構(gòu)成的。 3-1 輸電線路導(dǎo)引線縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)輸電線路導(dǎo)引線縱聯(lián)電流

2、差動(dòng)保護(hù)1 1、當(dāng)線路正常運(yùn)行或外部故障時(shí)、當(dāng)線路正常運(yùn)行或外部故障時(shí)； 0nmgIIIMNMINImInIKgI2 2、當(dāng)線路內(nèi)部故障時(shí)、當(dāng)線路內(nèi)部故障時(shí)； TAknmgnIIII/MNMINImInIKgI 什么是不平衡電流？ 一次電流相等，二次電流之差不為零 不平衡電流如何產(chǎn)生？ 兩側(cè)TA誤差不一致二、縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流二、縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流TA勵(lì)磁電流TA誤差TA勵(lì)磁電流差異差動(dòng)保護(hù)不平衡電流不平衡電流公式 ：什么是“比率制動(dòng)”特性？動(dòng)作電流不是固定值 三、三、比率制動(dòng)特性的縱差動(dòng)保護(hù)工作原理比率制動(dòng)特性的縱差動(dòng)保護(hù)工作原理外部故障情況外部故障情況短路電流穿越短路電流穿越M M

3、、N N側(cè)保護(hù)側(cè)保護(hù)dunbapersskk10%0.01 1.5 0.50.075KIIKK IIIresMNk2IIIIdunbk0.075IIIdres0.03II只要Kres0.03，動(dòng)作電流比不平衡電流增長(zhǎng)快始終有IdIset，保護(hù)即可動(dòng)作dres(1)II采用“比率制動(dòng)”優(yōu)點(diǎn)同樣保證外部故障不誤動(dòng)情況下，內(nèi)部故障時(shí)動(dòng)作電流小，靈敏度高dres(1)IIdunbII外部故障無(wú)制動(dòng)特性時(shí)整定電流KrelIunb.max有制動(dòng)特性時(shí)整定電流Iset內(nèi)部故障3-2 3-2 雙回輸電線路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)雙回輸電線路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù) 與電流平衡保護(hù)與電流平衡保護(hù)一、橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)一、橫聯(lián)差動(dòng)

4、方向保護(hù)1、工作原理：、工作原理：按照比較雙回線路電流之差大小和方按照比較雙回線路電流之差大小和方向原理構(gòu)成的保護(hù)稱(chēng)為平行雙回線路橫聯(lián)差動(dòng)方向保向原理構(gòu)成的保護(hù)稱(chēng)為平行雙回線路橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)。護(hù)。 保護(hù)工作情況：保護(hù)工作情況： 在正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)在正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí) IIIIIKNMIQF1IIQF3QF2QF4QF5IIIII雙回線路內(nèi)部雙回線路內(nèi)部K K點(diǎn)發(fā)生了短路故障點(diǎn)發(fā)生了短路故障NMIQF1IIQF3QF2QF4QF5IIIIIK2 2、相繼動(dòng)作區(qū)、相繼動(dòng)作區(qū)在靠近對(duì)端附近短路時(shí)，兩回線路電流大小差不多，在靠近對(duì)端附近短路時(shí)，兩回線路電流大小差不多，相位也相同，導(dǎo)致相位也相同

5、，導(dǎo)致KAKA不動(dòng)作；當(dāng)對(duì)端保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)對(duì)不動(dòng)作；當(dāng)對(duì)端保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)對(duì)端斷路器后，電流重新分配，然后本側(cè)保護(hù)才動(dòng)作。端斷路器后，電流重新分配，然后本側(cè)保護(hù)才動(dòng)作。這種情況稱(chēng)為相繼動(dòng)作，此區(qū)域稱(chēng)為相繼動(dòng)作區(qū)。這種情況稱(chēng)為相繼動(dòng)作，此區(qū)域稱(chēng)為相繼動(dòng)作區(qū)。二、電流平衡保護(hù)二、電流平衡保護(hù) 電流平衡保護(hù)工作原理電流平衡保護(hù)工作原理 利用比較兩回線電流大小而構(gòu)成的保護(hù)稱(chēng)為電流平衡保護(hù)。3-3 高頻通道與高頻保護(hù)基本原理高頻通道與高頻保護(hù)基本原理 一、一、高頻保護(hù)高頻保護(hù)：將線路兩端的電流相：將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào)，然后，位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào)，然后，利用輸電線路本身構(gòu)成的高頻電

6、流通利用輸電線路本身構(gòu)成的高頻電流通道，將此信號(hào)送至對(duì)端，以比較兩端道，將此信號(hào)送至對(duì)端，以比較兩端電流的相位或功率方向的一種保護(hù)。電流的相位或功率方向的一種保護(hù)。二、二、 高頻通道的構(gòu)成高頻通道的構(gòu)成 （一）輸電線路高頻通道（一）輸電線路高頻通道QF1QF2繼電部分GR繼電部分GR耦合電容器高頻電纜T高頻阻波器輸電線路高頻通道部分器雷避關(guān)開(kāi)地接MN結(jié)合濾波器阻波器：阻波器是由一個(gè)電感線圈與可變電容器并聯(lián)組阻波器：阻波器是由一個(gè)電感線圈與可變電容器并聯(lián)組成的回路。成的回路。 結(jié)合電容器：結(jié)合電容器與連接濾過(guò)器共同配合將載波結(jié)合電容器：結(jié)合電容器與連接濾過(guò)器共同配合將載波信號(hào)傳遞至輸電線路，同時(shí)

7、使高頻收發(fā)信機(jī)與工頻高壓線信號(hào)傳遞至輸電線路，同時(shí)使高頻收發(fā)信機(jī)與工頻高壓線路絕緣。路絕緣。 連接濾波器：連接濾波器由一個(gè)可調(diào)節(jié)的空心變壓器及連接濾波器：連接濾波器由一個(gè)可調(diào)節(jié)的空心變壓器及連接至高頻電纜一側(cè)的電容器組成。連接至高頻電纜一側(cè)的電容器組成。 高頻收、發(fā)信機(jī)：發(fā)信機(jī)部分系由繼電保護(hù)裝置控制，高頻收、發(fā)信機(jī)：發(fā)信機(jī)部分系由繼電保護(hù)裝置控制，通常都是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)起動(dòng)之后它才發(fā)出通常都是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)起動(dòng)之后它才發(fā)出信號(hào)。信號(hào)。 三、高頻通道工作方式、高頻通道工作方式1 1、故障起動(dòng)發(fā)信方式、故障起動(dòng)發(fā)信方式在正常條件下發(fā)信機(jī)不工作，通道在正常條件下發(fā)信機(jī)不工作

8、，通道中沒(méi)有高頻電流，只在電力系統(tǒng)發(fā)中沒(méi)有高頻電流，只在電力系統(tǒng)發(fā)生故障期間才由起動(dòng)元件起動(dòng)發(fā)信。生故障期間才由起動(dòng)元件起動(dòng)發(fā)信。 2 2、長(zhǎng)期發(fā)信方式長(zhǎng)期發(fā)信方式在正常工作條件下發(fā)信機(jī)始終在正常工作條件下發(fā)信機(jī)始終處于發(fā)信狀態(tài)，沿高頻通道傳處于發(fā)信狀態(tài)，沿高頻通道傳送高頻電流。送高頻電流。 3、移頻方式移頻方式在正常工作條件下，發(fā)信機(jī)向?qū)υ谡９ぷ鳁l件下，發(fā)信機(jī)向?qū)?cè)傳送頻率為側(cè)傳送頻率為f f1 1的高頻電流；當(dāng)?shù)母哳l電流；當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置控制發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置控制發(fā)信機(jī)移頻，停止發(fā)送頻率為發(fā)信機(jī)移頻，停止發(fā)送頻率為f f1 1的高頻電流，而發(fā)出頻率為的高頻電流，而發(fā)出頻率

9、為f f2 2的的高頻電流。高頻電流。 按照信號(hào)的性質(zhì)或作用，可以將其分為閉鎖信按照信號(hào)的性質(zhì)或作用，可以將其分為閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)。這三種信號(hào)可用以上任號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)。這三種信號(hào)可用以上任一中種通信通道產(chǎn)生和傳送。一中種通信通道產(chǎn)生和傳送。1 1閉鎖信號(hào)。即無(wú)閉鎖信號(hào)是保護(hù)作用于跳閘的必閉鎖信號(hào)。即無(wú)閉鎖信號(hào)是保護(hù)作用于跳閘的必要條件，或者說(shuō)閉鎖信號(hào)是阻止保護(hù)動(dòng)作于跳閘的要條件，或者說(shuō)閉鎖信號(hào)是阻止保護(hù)動(dòng)作于跳閘的信號(hào)。信號(hào)。2 2允許信號(hào)。允許信號(hào)是允許保護(hù)作用于跳閘的信允許信號(hào)。允許信號(hào)是允許保護(hù)作用于跳閘的信號(hào)，或者說(shuō)有允許信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作于跳閘的必要條號(hào)，或者說(shuō)有允許

10、信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作于跳閘的必要條件。件。 3 3跳閘信號(hào)。跳閘信號(hào)是直接引起跳閘的信號(hào)，或跳閘信號(hào)。跳閘信號(hào)是直接引起跳閘的信號(hào)，或者說(shuō)收到跳閘信號(hào)是跳閘的充要條件。者說(shuō)收到跳閘信號(hào)是跳閘的充要條件。 四、高頻信號(hào)四、高頻信號(hào)閉鎖信號(hào)：允許信號(hào)：跳閘信號(hào)：信號(hào)允許&脈沖跳閘PR&信號(hào)閉鎖脈沖跳閘PR信號(hào)跳閘1脈沖跳閘PR3-4 3-4 高頻閉鎖方向保護(hù)高頻閉鎖方向保護(hù)一、高頻閉鎖方向保護(hù)基本原理一、高頻閉鎖方向保護(hù)基本原理 高頻閉鎖方向保護(hù)通過(guò)高頻通道比較被保護(hù)線路兩高頻閉鎖方向保護(hù)通過(guò)高頻通道比較被保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向，采用正常無(wú)高頻電流，區(qū)外故障時(shí)發(fā)閉鎖側(cè)的功率方向，采用正常

11、無(wú)高頻電流，區(qū)外故障時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)的方式構(gòu)成，閉鎖信號(hào)由功率方向?yàn)樨?fù)的一側(cè)發(fā)出，信號(hào)的方式構(gòu)成，閉鎖信號(hào)由功率方向?yàn)樨?fù)的一側(cè)發(fā)出，被兩端的收信機(jī)接收，閉鎖兩端的保護(hù)。被兩端的收信機(jī)接收，閉鎖兩端的保護(hù)。 KADBC2K高頻閉鎖信號(hào)213456高頻閉鎖信號(hào)“閉鎖式” 工作原理保護(hù)起動(dòng)，判為反向故障發(fā)信收信閉鎖兩側(cè)保護(hù)外部故障，近故障側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào)內(nèi)部故障，兩側(cè)均不發(fā)閉鎖信號(hào)二、高頻閉鎖方向保護(hù)的構(gòu)成及工作原理二、高頻閉鎖方向保護(hù)的構(gòu)成及工作原理起動(dòng)元件設(shè)置 設(shè)兩套起動(dòng)元件分別起動(dòng)發(fā)信以及開(kāi)放跳閘回路，低定值元件起動(dòng)發(fā)信回路；高定值元件開(kāi)放跳閘回路， 單套起動(dòng)元件存在的問(wèn)題 M側(cè)保護(hù)單側(cè)工作，誤動(dòng)I

12、IK K時(shí)間元件t1:瞬時(shí)動(dòng)作，延時(shí)返回 當(dāng)外部故障切除后低定值元件應(yīng)該延時(shí)返回，當(dāng)外部故障切除后低定值元件應(yīng)該延時(shí)返回，繼續(xù)發(fā)信一段時(shí)間。繼續(xù)發(fā)信一段時(shí)間。 M側(cè)保護(hù)失去閉鎖，誤動(dòng)時(shí)間元件t2:延時(shí)動(dòng)作，瞬時(shí)返回 推遲停信和接通跳閘回路的時(shí)間，推遲停信和接通跳閘回路的時(shí)間，區(qū)外故障時(shí)，保證遠(yuǎn)故障側(cè)保護(hù)收到對(duì)側(cè)的閉鎖信號(hào)區(qū)外故障時(shí)，保證遠(yuǎn)故障側(cè)保護(hù)收到對(duì)側(cè)的閉鎖信號(hào)防止誤動(dòng)。防止誤動(dòng)。 2、遠(yuǎn)方起動(dòng) 收到對(duì)側(cè)信號(hào)而本側(cè)起動(dòng)發(fā)信元件未起動(dòng)時(shí)，由收信起動(dòng)本側(cè)發(fā)信回路。 （2）方便手動(dòng)檢查通道遠(yuǎn)方起動(dòng)有如下作用：（1）更加可靠地防止縱聯(lián)保護(hù)單側(cè)工作當(dāng)一側(cè)縱聯(lián)保護(hù)低定值元件損壞時(shí)仍能依靠遠(yuǎn)方起動(dòng)回路起

13、動(dòng)發(fā)信?？梢杂删€路任一側(cè)變電所運(yùn)行人員單獨(dú)進(jìn)行通道檢查 三、縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的方向元件“借用”方向阻抗繼電器及零序方向元件Z動(dòng)作故障為正方向I.0動(dòng)作故障為正方向正常運(yùn)行程序，與縱聯(lián)方向完全相同 故障測(cè)量程序與縱聯(lián)方向保護(hù)裝置類(lèi)似 3-5 3-5 相差高頻保護(hù)相差高頻保護(hù) 一、相差高頻保護(hù)工作原理一、相差高頻保護(hù)工作原理 比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位即即利用高頻信號(hào)將電流的相位傳送到對(duì)側(cè)去利用高頻信號(hào)將電流的相位傳送到對(duì)側(cè)去進(jìn)行比較，這種保護(hù)稱(chēng)為相差高頻保護(hù)。進(jìn)行比較，這種保護(hù)稱(chēng)為相差高頻保護(hù)。相差高頻保護(hù)工作原理(a)網(wǎng)絡(luò)圖(

14、b)內(nèi)部故障時(shí)兩端電流波形(c)外部故障時(shí)兩端電流波形&GR01t02t2T1TY操作元件比相元件高定值低定值件元?jiǎng)悠鸬劳ㄖ撂l二、相差高頻保護(hù)的構(gòu)成二、相差高頻保護(hù)的構(gòu)成 起動(dòng)元件的作用是故障時(shí)起動(dòng)發(fā)信機(jī)起動(dòng)元件的作用是故障時(shí)起動(dòng)發(fā)信機(jī)和開(kāi)放比相回路，并且要求起動(dòng)發(fā)信機(jī)要和開(kāi)放比相回路，并且要求起動(dòng)發(fā)信機(jī)要比開(kāi)放比相回路更靈敏，動(dòng)作更快。比開(kāi)放比相回路更靈敏，動(dòng)作更快。 操作元件的作用是將輸電線路上的操作元件的作用是將輸電線路上的5050HzHz電流轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電流轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)50Hz50Hz的方波電流，然后的方波電流，然后以此工頻方波電流對(duì)發(fā)信機(jī)中的高頻電流以此工頻方波電流對(duì)發(fā)信機(jī)中的高頻電流進(jìn)行調(diào)制。進(jìn)行調(diào)制。 比相元件的作用是比較被保護(hù)線